专利名称：堆石体碾压密度雷达测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种工程建筑物理勘测检测装置，特别是一种堆石体碾压密度雷达测定装置，属于工程建筑技术领域。
背景技术：
在水利水电坝体、路基和人工场地工程中，碾压堆石体作为填筑材料的使用越来越广泛。堆石体是一种具有一定级配、无凝集性、渗透性强的摩擦性集合料。堆石体只有达到很高的密实度，才能达到预期的强度和拉升应变能力，密实度对碾压堆石体性能的影响是非常显著的，是施工质量的主要控制指标之一。目前国内外碾压堆石体施工中，对碾压密实度的测量和控制，是通过对碾压层密度(容重)的测量和控制来实现的。因此，为保证施工 填筑质量，根据相关规范要求，需要对堆石体碾压密度进行原位实时检测。传统的堆石体碾压密度检测的方法主要是人工挖坑法，即在测点挖坑，并称出挖出体的质量，同时用灌水(铺塑料布)或灌砂的办法测量出所挖坑的体积，从而求出该测点的密度。在测点较多时，如果每个测点都采用人工挖坑法检测，会大范围破坏堆石体的结构(测定完成后需要对开挖的坑进行回填重压)，且工作量会非常大。因此，上述的堆石体碾压密度测定的技术方案是不理想的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种仅需个别测点破坏堆石体结构即可精确快速获得堆石体碾压密度的附加铝钢反射体雷达测定装置，以克服现有技术方案的不足。为实现本实用新型的目的，本实用新型的一种堆石体碾压密度雷达测定装置，包括堆石体，其中，在堆石体碾压层底面设有直径为I IOcm的铝合金或铁合金薄体结构的附加铝钢反射体，在附加铝钢反射体正上方的堆石体碾压层上设有雷达天线，雷达天线与探地雷达之间通过电缆连接。进一步的，上述的堆石体碾压密度雷达测定装置，其中，所述探地雷达十字广角范围为堆石体碾压层厚度h的I 2倍。在采用上述技术方案时，由于探地雷达检测是一种非破坏性的地球物理探测技术，可以安全地用于正在建设中的工程现场的各种工作场地条件，适应性和抗磁干扰性强，具有较满意的探测深度和分辨率。因采用了这种附加铝钢反射体的堆石体碾压密度雷达测定装置，在测定堆石体碾压密度时，依据同一波长的电磁波在不同密度的堆石体介质中波形和能量衰减情况不同的原理，通过对雷达发射和接收的电磁波的信号检测参数进行分析对比，就可以较准确地推算出测点堆石体的碾压密度。由于探地雷达可自动控制操作，现场仅需I 2人即可工作。试验证明，相比人工挖坑法等测定方法，本实用新型的仅需对个别测点堆石体结构进行破坏即可取得理想的测定结果，而且工作量小，工作效率高，综合使用成本低，可用于大型工程多测点的检测工作。
图I是本实用新型的结构示意图。附图中的标记为1_探地雷达，2-雷达天线，3-电缆，4-附加铝钢反射体，5-堆石体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。看图1，图中在堆石体5碾压层底面测点上预先安置附加铝钢反射体4，在附加铝钢反射体4正上方的堆石体5碾压层上有雷达天线2，雷达天线2通过电缆3与探地雷达I相连，雷达天线2可以在堆石体碾压层上移动以确定适合的位置。·[0014]检测时，通过雷达天线2向堆石体5碾压层底面的附加铝钢反射体4发射雷达波信号，雷达波信号向下方传播并被附加铝钢反射体4反射回地面，雷达天线2接收到附加铝钢反射体反射回来的雷达波信号后，探地雷达I即以数字的形式记下每一道波形的数据，将探地雷达I记录的数据输入计算机进行处理后，得到雷达发射的电磁波初始振幅值Atl、雷达接受的反射波振幅值A、雷达反射波的走时t等检测参数值。测量测定碾压层厚度h。将堆石体碾压层厚度h、雷达发射的电磁波初始振幅值Atl、雷达接受的反射波振幅值A、雷达反射波的走时t代入公式
tA0P = η~—
IhA得出堆石体碾压层的密度值P ；上式中，P为测试点的密度(g/cm3)，Atl为雷达发射的电磁波初始振幅值，A为雷达接受的反射波振幅值，t为雷达反射波走时(ns)，h为堆石体碾压层厚度(m)，η为率定参数。下面给出率定参数η的确定方法。选择堆石体5同一碾压层上三个测点(根据工程实际情况也可以取更多个测点)，在三个测点分别进行上述附加铝钢反射体4的雷达测试，得出三个测点雷达发射的电磁波初始振幅值Ac^Atl2、Atl3 ;雷达接受的反射波振幅值ApA2、A3 ;雷达反射波的走时Wt3等检测参数值，并测出堆石体5碾压层的厚度H h3。采用人工挖坑法测出测点堆石体5碾压层的密度P P P 2、P 3。具体做法如下在三个测点分别挖坑，并称出挖出体的质量MpM2、M3，同时用铺塑料布灌砂的办法测量出所挖坑的体积H V3，根据公式P =M/V，分别求出三个测点的密度Pl、p2、p3。将上述步骤得到的三个测点的检测参数值A0、A、t和碾压层厚度h以及堆石体碾压密度P代入以下公式，分别得到三个测点的率定参数ηρ νιν
2hAη = ρ-上式中，P为测试点的密度(g/cm3)，Atl为雷达发射的电磁波初始振幅值，A为雷达接受的反射波振幅值，t为雷达反射波走时(ns)，h为堆石体碾压层厚度U)。根据上述步骤求出的三个测定的率定参数叫、n2、n3，取三个率定参数的算术平均值作为该层堆石体5碾压层的率定参数η。在实际应用中，率定参数η可以通过更多测点反复计算确定，率定参数η计算选取的测点数按照一定的百分比在总测点数中确定，以5% 15%为宜。以上只是本实用新型的一个具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡 采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。
权利要求1.一种堆石体碾压密度雷达测定装置，包括堆石体(5)，其特征在于在堆石体(5)碾压层底面设有直径为I IOcm的铝合金或铁合金薄体结构的附加铝钢反射体(4)，在附加铝钢反射体(4 )正上方的堆石体(5 )碾压层上设有雷达天线(2 )，雷达天线(2 )与探地雷达(I)之间通过电缆(3)连接。
2.根据权利要求I所述的堆石体碾压密度雷达测定装置，其特征在于所述探地雷达(I)十字广角范围为堆石体(5)碾压层厚度h的I 2倍。
专利摘要本实用新型公开了一种堆石体碾压密度雷达测定装置，该装置采用一种附加铝钢反射体，检测前在堆石体碾压层底面布置测点，安置附加铝钢反射体，测量其坐标高程；等待堆石体碾压层铺压完成后，在附加铝钢反射体的正上方进行十字广角雷达测试；雷达反射波通过计算机处理得到走时、波幅以及碾压层厚度等检测参数值，将检测参数值进行对比分析后，可计算出检测点堆石体碾压层的密度值。该装置使用方便，精度高，成本低。
文档编号E02D1/08GK202631387SQ201220291259
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者尹学林 申请人:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院